MACHINE COMPOUND A GRANDE VI- TESSE, DE MM. WEYHER ET RI- CIIEMOND

La machine précédente est une machine à simple effet.

Dans une machine à grande vitesse, la course du piston doit être très réduite, car la vitesse du piston ne saurait être augmentée au delà d'une certaine limite, à partir de laquelle des avaries se produiraient sur le piston et sur la chemise du cylindre, par suite de réchauffement. Et comme le piston doit parcourir sa course pendant un tour de l'arbre de la machine, plus le nombre de tours de cet arbre sera grand, plus la durée d'une révolution sera faible, plus, par suite, la durée de la course du piston sera petite.

Cette durée étant extrêmement petite, pour que la vitesse du piston ne soit pas exagérée, il convient de rendre la course du piston aussi petite que possible.

Mais nous avons dit, dans le chapitre des machines fixes, et il est d'ailleurs évident, qu'aux grandes détentes correspondent les longues courses; la course du piston étant restreinte dans les machines à grande vitesse, la détente se trouve donc très limitée.

7G. — Machine Compound à gruaJe vitesse de M.M. Weyher et Richemond.

Comment remédier à cet inconvénient?

Comment augmenter la détente? En construisant des machines à grande vitesse Compound. C'est le parti qu'ont adopté MM. Weyher et Richemond.

Nous donnons (fig. 76) la vue d'une machine Compound verticale, à grande vitesse, construite par l'usine de Pantin. La figure 77 représente une coupe verticale

de cette machine pav l'axe des cylindres.

Le lecteur reconnaîtra immédiatement les organes principaux d'une machine Compound : le grand et le petit cylindre, avec leurs pistons et leurs bielles agissant sur les vilebrequins, ou manivelles, d'un arbre coudé.

Comme dans la machine de MM. Lecouteux et Garnier, les organes de distribution sont des tiroirs circulaires. En effet, ces tiroirs, parfaitement équilibrés et guidés sur toute leur longueur, conviennent très bien pour de faibles courses avec des vitesses considérables. Une construction soignée évite le danger des fuites.

Ici la détente n'est pas variable par le

régulateur. Un appareil à force centrifuge, analogue à celui de la machine de MM. Lecouteux et Garnier, agit sur une soupape équilibrée, pour régler l'entrée de la vapeur dans la boîte à tiroir.

MACHINE BROTHERHOOD.

Il convient de dire quelques mots d'une machine assez répandue aujourd'hui, et dont on fait usage dans les cas exceptionnels où l'on a besoin d'une vitesse excessive, et où l'on tient peu de compte de la dépense de vapeur : c'est le moteur Brotherhood.

C'est une machine à 3 cylindres et à distributeur rotatif (véritable robinet à 3 voiee). Ces 3 cylindres sontfondus d'une seule pièce

SUPPLÉMENT A LA MACHINE A VAPEUR

et sont à simple effet ; les 3 bielles viennent s'appliquer sur une même manivelle.

Certaines de ces machines peuvent tour-

ner à la vitesse énorme de 1,500 tours par minute, mais avec une dépense de vapeur de 30 kilogrammes par cheval et par heure.

fco

Rappelons que les machines Corliss no consomment que 8 kilogr. de vapeur par cheval et par heure.

Les figures 78 et 79 représentent deux

vues extérieures du moteur Brotherhood. La figure 80 est une coupe verticale par le plan médian du moteur.

On voit qu'il se compose de trois cylindres

à vapeur à simple eft'et, dont les bielles agissent en poussant sur le bouton de la manivelle, et l'attaquant à 120" l'une de l'autre.

Dans chacun des cylindres se meut un piston, muni de la garniture de segments des pistons ordinaires. Les bielles, attachées d'un côté au fond du piston, sont articulées, à l'autre extrémité, sur le bouton-manivelle.

La distribution se fait au moyen d'un tiroir circulaire, exactement équilibré. Ce tiroir jouit du mouvement de rotation de l'arbre moteur par la manivelle qui termine son

Fig. 80. — Machine Brotherhood (coupe).

axe. Il est percé de deux orifices, l'un d'introduction, l'autre d'échappement.

On comprend aisément le jeu du système : la vapeur arrivée dans la boite du tiroir passe par l'orifice d'admission de ce tiroir dans le conduit qui le mène sur l'un des trois pistons. L'introduction de la vapeur dure tant que l'orifice d'admission du tiroir est en regard de l'orifice du cylindre. Le tiroir continuant sa rotation, l'orifice d'échappement vient se placer devant l'orifice du cylindre, et la vapeur qui a travaillé dans le cylindre passe par cet orifice, se dégage dans la boîte centrale des cylindres d'où

elle s'échappe dans l'atmosphère. Le même jeu se reproduit pour chacun des 3 cylindres. On voit donc quelespistoias travaillent à simple effet, et toujours par compression.

Ces machines sont munies d'un régulateur à force centrifuge, agissant sur une valve équilibrée. Le déplacement des masses du régulateur est transmis à la valve par l'intermédiaire d'un ressort, dont on règle à volonté la tension, de telle sorte que l'on peut donner exactement à la machine la vitesse que l'on désire.

Les avantages de la machine Brotherhood sont les suivants :

1° Fonctionnement à grande vitesse et sans vibrations ;

2" Emplacement réduit au minimum ;

3° Poids très restreint pour une force déterminée.

Cette machine est particulièrement employée pour faire fonctionner des machines dynamo-électriques et des pompes centrifuges.

MOTEUR ARMINGTON.

La société Edison emploie, à Paris, pour actionner ses machines dynamo-électriques, le moteur à grande vitesse Armington. Cette machine, de construction américaine, n'est autre chose qu'une machine de Lecouteux et Garnier horizontale.

MACHINE LOCOGE ET RGCHÂRT.

Nous donnons (fig. 81) un dessin de la machine horizontale à grande vitesse de MM. Locoge et Rochart. C'est une machine Compound à simple effet, c'est-à-dire que la vapeur n'agit dans le petit et le grand cylindre que sur une seule face du piston.

On reconnaît, à la seule inspection de la vue extérieure de cette machine, les organes ordinaires des machines Compound que nous

avons décrites: les deux cylindres, la détente successive de la vapeur, la commande de l'introduction successive de la vapeur; la transmission du mouvement à l'arbre moteur, le volant, le régulateur, etc., le tout reposant sur un bâti et une fondation de la plus grande solidité.

MACHINE WESTINGHOUSE.

Les figures 82 et 83 donnent les vues d'un moteur de 160 chevaux système Westinghouse. Nous décrivons ce moteur à grande vitesse au moyen des figures 84, 85, 86.

Les cylindres A , A (fig. 84), et la chambre des tiroirs B, sont fondus d'une seule pièce, et boulonnés sur le logement, ou boîte à manivelle, C.

Les couvercles a, a, ferment les extrémités supérieures des cylindres seulement; les parties inférieures sont découvertes et ouvrent directement dans la chambre de la boite à manivelle.

Les pistons, D, D, sont en forme de manchon à double fond dans le haut, pour empêcher la condensation; ils sont ouverts dans le bas, et munis de goujons en acier cémenté. Ils sont garnis de quatre segments.

Les bielles motrices, F, F, sont creuses, avec nervures, et ne ti-a vaillent qu'à la compression; les manivelles G, G, équilibrées par des contrepoids x, le goujon de la manivelle, P, et l'arbre delà manivelle. H, H, sont en acier et peuvent être changés en enlevant le couvercle de la boîte à manivelle.

SUPPLÉMENT A LA MACHINE A YAPEUU

Fig. 83. — Machine Westinghouse à grande vitesse (vue par derrière)

Les coussinets de l'arbre de la manivelle, d,d, ont la disposition de fourreaux mobiles garnis de métal blanc anti-friction. Une chambre est ménagée dans la bride du fourreau, d, entourée par le couvercle d\ Dans cette chambre, et tournant avec l'arbre, se trouve l'essuyeur, v, v, qui recueille l'huile quand elle passe sur les coussinets et la renvoie par le tuyau, e, dans la boîte à manivelle, C. Cette disposition rend inutile toute autre lubrification et maintient la machine en parfait état de propreté. Les colliers t, en bronze, forment les coussinets de l'extrémité des manivelles. Des colliers de plomb empêchent les manchons coniques d'être trop élevés, ce qui ferait gripper. Un coussinet central, K, relie les deux côtés delà boîte à manivelle. Le couvercle, A, s'enlève pour permettre l'accès des manivelles.

Le tiroir V V, représenté à une grande échelle fig. 87, est d'une construction particulière. 11 se compose d'une entretoise i, i, des têtes j, y, en fonte malléable et des segments, k, k, le tout assemblé par la tige et l'écrou /.

Le guide du tiroir, J, remplace vm presseétoupe prévenant l'échappement de la vapeur contenue dans les passages au-dessus. Le guide du tiroir, ainsi que le tiroir et les deux pistons, sont garnis avec des segments simples en fonte.

La tige du tiroir, tn, est clavetée sur le guide, et tient le tiroir sans serrer entre l'écrou de l'extrémité supérieure et le collier de l'extrémité inférieure, ainsi qu'il est indiqué.

La boîte à manivelle est alimentée d'eau par le tuyau R, R. L'eau ne peut pas s'élever

iM"-. 84.

Jlachiae Westiiighouse (section suivant l'arbre).

trop haut, mais on devra avoir soin qu'elle ne s'abaisse jamais jusqu'à disparaître dans l'entonnoir. Comme quelques-unes de ces machines ont une tendance àlaisser échapper lentement l'eau de la boîte à manivelle, on a ajouté ime conduite de vidange et une soupape u qui est laissée entr'ouverte, pour drainer les ouvertures d'échappement dans la boîte à manivelle, et maintenir ainsi l'approvisionnement.

Cette soupape ne devra pas être assez ouverte pour permettre à l'échappement de vapeur de passer au travers.

L'huile destinée à la lubrification de toutes les parties internes peut aussi être introduite par la conduite R, mais il est prél'érable de maintenir une alimentation cons-

tante par les graisseurs /, /, sur les coussinetsprincipaux, assurant ainsi toutd'abord leur graissage, et l'huile estensuite renvoyée dans la chambre par les essuyeurs, au profit du bouton de la manivelle et de tous les autres coussinets.

Il n'est pas besoin d'autre graissage que celui obtenu par ces graisseurs. Le devant de l'enveloppe cache le rései'voir à huile, 0 (fig. 63), qui remplit tout l'espace entre les cylindres et alimente les graisseurs, /, /', par les tuyaux cachés et par les robinets, /, /. Une fois le réservoir rempli jusqu'à q, il durera longtemps, et toute la lubrification de la machine (excepté les tiroirs et les cylindres qui sont, comme à l'ordinaire, graissés par la prise de va-

SUPPLÉMENT A LA MACHINE A VAPEUR

Fig. 85. — Machine Westinghouse (sectiou eu profil).

peur) est ainsi introduite par un seul endroit. Les robinets /, / devront rester ouverts pour assurer un écoulement constant, mais lent, de l'huile dans le graisseur.

M et N sont les conduits d'échappement et de prise de vapeur.

Le régulateur automatique I se voit dans les sections, fig. 84 et 85. Il est placé sur l'arbre II entre les manivelles, et actionne directement le tiroir. Les figures 88 et 89 (page 9S) feront comprendre sa construction.

Le disque, A, est fondu avec l'une des manivelles. L'excentrique libre C est suspendu par le bras c du goujon f/, autour duquel il a un certain jeu pour l'ajustage;

B, B, sont les poids du régulateur, reposant à pivot sur les goujons b, h; un des poids est relié à l'excentrique par la bielle /', et les deux poids sont réunis pour agir à l'unisson avec la bielle e.

Les ressorts à spirales D, D, produisent la force centripète ou de rappel. L'excentrique entoure l'arbre S, l'ouverture étant élargie pour permettre le mouvement voulu.

Les arrêts 5, 5, limitent le mouvement des poids.

Dans la figure 88, on voit les poids du régulateur au repos; dans cette situation, l'excentrique est projeté dans la position de la plus grande excentricité, donnant au tiroir un maximum de glissement, corres-

luiiiiiiiiiiiiuir

Alachine Westinghouse.

Fig-. SU. — Coupe du cylindre. Fig. 87. — Coupe du tiroir.

pondant à une détente d'environ cinq huitièmes de course. Les pièces du régulateur restent dans cette position jusqu'à ce que la machine arrive à sa plus grande vitesse, à quelques révolutions près. La force centrifuge des poids contre-balance alors la tension des ressorts et les poids agissent plus en dehors, réduisant la course de l'excentrique et du tiroir, et conséquemment diminuant le point de détente.

La position extrême, vers le dehors, des poids est indiquée fig. 89, dans laquelle on suppose la A^apear tellement réduite qu'elle ne fait que maintenir la machine en mouvement quand elle marche à vide. Lorsque la machine est chargée pour donner une détente de un cin-

quième à un quart de course, elle développe sa puissance nominale, les pièces sont alors à moitié entre les positions indiquées.

Voici comment travaille la vapeur. Chaque cylindre est à simple effet descendant. L'admission de vapeur annulaire, p (fig. 87), communique avec le haut d'un cylindre, et^^' avec le haut de l'autre. La vapeur entrant en M et entrant par le tiroir, dans la chambre S, S, est admise alternativement dans le haut de chaque cylindre, attendu que les bords internes du tiroir découvrent les orifices p' , et la compression -est réglée par les bords externes du tiroir selon le mode usuel. L'échappement de vapeur dans le haut de la chambre du

SUPPLÉMENT A LA MACHINE A VAPEUR

Fig. 88.

Machine Weslinghouse.

Régulateur (Déteiile ininimum). Fig- 81).

— Régulateur ^Déleutc maximum).

tiroir passe dans le tuyau d'échappement à travers la tige creuse du tiroir;

Les dispositions spéciales de la machine Weslinghouse ont pour principal objectif d'assurer la grande vitesse nécessaire pour certains cas spéciaux, comme l'éclairage électrique, la ventilation, et de concilier ces avantages avec une économie de vapeur convenable. Dans cette machine, il n'y a pas de godets graisseurs ; ainsi qu'il vient d'être dit, les coussinets de l'arbre et les articulations se lubrifient constamment d'eux-mêmes.

Les tiroirs et les pistons sont lubrifiés, comme cela se pratique maintenant par un graisseur automatique se déchargeant dans la prise de vapeur. Toutes les autres articulations sont contenues dans la chambre liermétique de la manivelle. Cette chambre est remplie d'eau, et par-dessus, surnage une certaine quantité d'huile dans laquelle, à chaque révolution, trempent les manivelles et l'excentrique. On comprend aisément que lorsqu'on marche à pleine vitesse, la chambre de la boîte à manivelle et les

cylindres sont remplis d'une écume d'huile et d'eau qui atteint toutes les parties. En outre, les coussinets sont abondamment graissés par l'huile qui filtre au travers. Toute huile en excès est ramassée par les essuyeurs centrifuges et renvoyée dans la boîte à manivelle.